物理第十二章 简单机械的专项培优练习题(附解析
一、选择题
1．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（）
A．做功多的机械，功率一定大
B．功率大的机械，做功一定快
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．精密的机械，机械效率能达到100％
2．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1
=100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（）
A．b处绳子的拉力为50N
B．G2=280N
C．e处绳子的拉力为140N
D．G2=200N
3．以下几个验证性小实验，其中有错误的是
A．冬天将玻璃片从室外拿到室内，发现它上面有一层雾，说明降低温度可以使气体液化B．将滚摆从最高点放手后，发现它上下运动，说明动能和重力势能可以相互转化
C．用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，说明相同情况下斜面越长越省力
D．在水平桌面上用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动，发现车轮朝下比车轮朝上拉动时测力计示数小，说明相同条件下接触面越光滑摩擦力越小
4．如图所示的滑轮组中，不计摩擦和滑轮及绳重，则拉力F为（）
A．G/8 B．G/6 C．G/5 D．G/4
5．如图所示，重20N的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳子与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一个物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下落，若用一个水平向左的力F A作用在物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此拉力F A的大小为
A．F A＝8N
B．F A＝20N
C．F A＝14N
D．F A＝7N
6．如图所示杠杆，力F方向始终竖直向上，当此杠杆在动力F作用下，将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时，则
A．F大小始终不变B．F先变大后变小
C．F先变小后变大D．无法判断F大小的变化
7．如图，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（）
A．W1=W2η1=η2 B．W1＜W2η1＜η2 C．W1＞W2η1＞η2 D．W1＜W2η1＞η2
8．如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶OB＝1∶4，质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80 N．当棱长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43 kg；当棱长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18 kg．杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦， g取10 N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为( )
A．1∶3 B．2∶3 C．3∶2 D．3∶1
9．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是
1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于
A．600N B．400N C．150N D．200N
10．如图中某同学体重为500 N，他的手能承受的最大拉力为600 N，动滑轮重100 N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过
A．1 000 N B．1 200 N C．900 N D．1 100 N
二、填空题
11．如图所示，小超同学用滑轮组匀速提升重200N的物体，若每个滑轮均重10N，绳重和摩擦忽略不计，则他对绳子的拉力是_____N。如果小超同学体重500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为_____N。
12．如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。垃圾桶底部的小轮子是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。若拖动时垃圾桶总重为120N，且动力臂为阻力臂的3倍，要保持垃圾桶平衡的拉力F为______N。
13．如图所示的两种情况中，OB=AB，物体均重为G，两轻质杠杆均处于水平平衡状态，比较力F、'F的大小，满足关系式 __________。
14．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为_____N，物体前进了_____m，弹簧测力计的示数为_____N。（不计滑轮重、绳重和摩擦）
15．如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计)，则1个甲球和1个乙球的质量之比为_____，甲球和乙球的密度之比为_____．
16．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N，拉力F的功率为________W；将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。
17．如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：
分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是：F=________；动滑轮重为________N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变________．
18．如图所示,甲、乙两套装置中，每个滑轮的质量相等，绳重和摩擦忽略不计．用甲装置把重为 100N 物体 G 升高 2m，所用拉力为 62.5N，甲、乙装置的机械效率分别η1、η2，则
η1= ___；若用乙装置提相同的重物，则拉力 F2 ___F1(选填“>”、“<”或“=”，下同)，机械效率η2________η1。
19．如图所示，搬运工人用滑轮将重为425 N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s．则此过程中总功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是
______．
20．如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图．该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直．杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡．已知动滑轮P的质量m P为0.2kg，OA：OB=3：1，配重D的质量m D为1.5kg，作用在D上的竖直向下的压力F为
75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6N．杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：配重C的质量m C等于多少kg，开关刚好能被拉开？
三、实验题
21．探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：
实
验
次
数
物
重
G物
/N
动滑轮
重
G动/N
钩码上升的高
度
h/m
动力
F/N
动力作点移动
的距离s/m
滑轮组的
机械效率
η/%
110.50.10.70.347.6
220.50.1 1.10.360.6
340.50.120.3
4410.10.550.0
(2)在实验中测量绳端拉力F时，应尽量沿___________方向匀速拉动弹簧测力计，第3次实验时滑轮组的机械效率为___________。若弹簧测力计静止时就读出示数，则测出的机械效率将___________。（“变大”、“变小”或“不变”）
(3)对比表中第___________几组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。
(4)由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和___________有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功___________J。
22．小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)．
(1)实验中，应该在___________时(选填以下正确选项前的字母)，读取测力计示数；
A．竖直匀速拉动 B．竖直加速拉动 C．静止 D．任意方向匀速拉动(2)若重物以0.lm/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为_______m/s．
(3)改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________．
(4)分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为_________N．
(5)小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验，如图丙所示．小红多使用一个滑轮，目的是_____．(选填以下选项前的字母)
A．可以省力 B．可以省功 C．可以省距离 D．可以改变拉力的方向
(6)小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，甲、丙滑轮组的机械效率________________(选填“相同”或“不相同”)．
23．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为__________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变
大”“变小”或“不变”）。
24．某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图G－5－11所示．他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有、总功W总和机械效率η一并记入下表：
(1)实验时，应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．
(2)表格中数据★＝________．
(3)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是________________________．
(4)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率的主要因素是____，使用滑轮组的优点是__．25．为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力大小与哪些因素有关，某实验小组同学利用如图所示的装置进行实验。实验时多次改变斜面长度和高度，每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端，实验数据记录在表一、表二和表三中。
(1)分析比较实验序号_____的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，当斜面高度相同时，拉力与斜面长度成反比；
(2)分析比较实验序号1与4与8（或2与5）的数据及相关条件，可得的初步结论是：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，_____；
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件，并归纳得出结论。
表一
时，_____；
（b）分析比较表一和表二和表三的数据及相关条件，可得：沿光滑斜面缓慢提升同一重物时，_____。
四、计算题
26．如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面。（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物＝7.6×103kg/m3，ρ海水取 1.0×103kg/m3）求：
(1)物体浸没在海水中受到的浮力；
(2)物体在海底时受到海水的压强；
(3)已知动滑轮的总质量为m0，物体匀速上升过程中，绳子自由端的拉力为F，求该滑轮组的机械效率。（用已知量的字母表示）
27．如图所示是某汽车起重机打捞货箱示意图，货箱的升降使用的是滑轮组，滑轮组钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。该起重机将沉没于水下深处的一只密封货箱匀速打捞出水面，已知该货箱体积为50m3，质量是200t。（不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响）
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少？
(2)货箱完全出水后，此时钢丝绳拉力F＝1×106N，求动滑轮的重力；
(3)求货箱出水前，滑轮组的机械效率。（小数点后面保留一位小数）
28．用如图所示的滑轮组。小明站在地面上把一件重为400N的材料在30s内匀速提升到12m的楼上，此过程中滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重及摩擦）求：
(1)在此过程中小明所做的有用功是多少？
(2)则拉力功率为多大？
(3)提升500N重物时，机械效率是多少？
29．水的沸点与水面上方气体的压强有关，气体压强越大水的沸点越高。下面给出了水面上方气体的压强与沸点的关系。技术员利用这一关系，设计了如下图所示的锅炉水温控制装置。图中OC为一可绕O点旋转的杠杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S（阀门自身重力不计），阀门的底面积为6cm2，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。对水加热时，随着水温的升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定程度时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内的水的最高温度。
压强（帕） 1.0×105 1.4×105 2.0×105 2.7×105
沸点（℃）100110120130
（1）当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时，锅炉内气体的压强是多少？
（2）当大气压为1.0×105Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾时的温度为120℃，求此时阀门底部受到的气体向上的压力和上部受到的大气压力的差值是多少？（计算时可认为阀门上、下底面积相等）
（3）当外界大气压强为1.0×105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110℃时沸腾，应将G挂在离O点多远处？
30．如图所示，在水平地面上放着物体A，已知A的重量为300N，动滑轮的重力为
100N，某人的重力为600N，现正用绳子将A物体拉到2m高的台子上。不计绳重和摩擦，g=10N/kg，求：
(1)拉力做的功是多少？ (2)该滑轮组的机械效率是多少？
(3)考虑到人的体重，他利用该滑轮组所能拉动的物体的重力不能超过多少牛？
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一、选择题 1．B 解析：B 【详解】
A ．做功的多少由力的大小和在力的方向上移动的距离大小有关，而功率是指的做功的快慢，由做功的多少和时间共同决定，做功多的机械，不一定花的时间短，故A 选项错误；
B ．功率是指的做功的快慢，故功率大则做功一定快，是正确的，故B 选项正确；
C ．做功快的机械是指功率大，是做功的快慢，而机械效率是指的有用功和总功的比例，故功率大，机械效率不一定大，故C 选项错误；
D ．任何一个机械不可能达到100%，故D 选项错误。 故选B 。
2．C
解析：C 【详解】
A ．由图知，a 、b 、c 、d 在同一根绳上，拉力相同；e 、f 在同一根绳上，拉力相同；G 1由两根绳子承担
12b G G F +=动
则b 处绳子的拉力为
1100N+20N
60N 22
b G G F +=
==动 故A 错误； C ．e 处绳子的拉力为
2260N 20N 140N e b F F G =+=?+=动
故C 正确；
BD ．G 2由两根绳子加上f 承担，则
22b f G G F F +=+动
2f b F F G =+动
则
24460N 240N b G F ==?=
故B 、D 错误。 故选C 。
3．D
解析：D 【解析】 【分析】
物理学中把物质从气态变成液态称为液化，当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象。
物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；
物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大。 斜面是一种常见的简单机械，它在省力的同时却也多运动了距离。 变滑动为滚动可以减小摩擦。 【详解】
A 、当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象，故A 选项说法正确；
B 、滚摆在最高点位置时重力势能最大，在最低点时动能最大；可见，重力势能和动能可以相互转化，故B 选项说法正确；
C 、用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，因此斜面越长时，拉力越小，所以越省力，故C 选项正确；
D 、车轮朝下时，小车与地面的摩擦为滚动摩擦；车轮朝上时，小车与地面的摩擦为滑动摩擦，该现象说明变滑动为滚动可以减小摩擦，故D 选项说法错误。 故选：D 。
4．A
解析：A
【解析】在不计摩擦和滑轮及绳重时，使用单个的动滑轮省一半力。 如图最下面的动滑轮两段绳子拉着物体，拉力为物重的一半，即；
中间的动滑轮又省了一半力，即每段绳子的拉力为：
；
到最上面的一个动滑轮，现省一半力，即绳子的拉力为：。
故A 正确。
5．C
解析：C 【解析】
分析：（1）根据滑轮组的省力情况，已知物体B 和动滑轮的重力、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，可求出绳子自由端的拉力，物体A 匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，可知物体A 所受摩擦力大小；
（2）若用一水平向左的力F 拉动物体A ，拉力F 的大小等于物体A 所受摩擦力与绳子自由端的拉力之和．
解答：承担物B 重的绳子股数是2，绳子自由端的拉力：
1
186722
B F G G N N N '=+=?+=动（）（），对物体A 的拉力为7N ，方向是水平向右的；
物体A 匀速运动，水平向右的拉力和摩擦力是一对平衡力，物体A 所受摩擦力：
7f F N ='=，方向水平向左；用一水平向左的力F 拉动物体A ，拉力：7714F f F N N N =+'=+= ，故C 正确．
故选C ．
【点睛】本题考查了动滑轮的特点，静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件进行分析，关键需要分清A 物体的受力情况，有点难度．
6．A
解析：A 【解析】
如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,
因为动力、阻力作用点不变,
所以OA OC
OB OD
L L L L =不变; 又因为阻力(物重G 不变),由OB OA L F L G =得:
OA OB
L G
F L =. 所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F 的大小不变. 所以A 选项是正确的.
【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变．
7．D
解析：D
【解析】（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即W1＜W2，η1＞η2．
故选D．
【点睛】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。8．D
解析：D
【解析】
当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F1=G篮+G甲=80N+ρ甲V甲g；体重计对人的支持力F支=F压=43kg×10N/kg=430N；杠杆对人的拉力F2=G人-F支
=60kg×10N/kg-43kg×10N/kg=170N；
根据杠杆平衡条件得：
F1×OA=F2×OB，
因为OA：OB=1：4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙
=（0.4m）2=0.064m3，
所以（80N+ρ甲V甲g）×1=170N×4，
（80N+ρ甲×0.008m3×10N/kg）×1=170N×4；
则ρ甲=7.5×103kg/m3；
当边长为40cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F3=G篮+G乙=80N+ρ乙V乙g；体重计对人的支持力F支=F压=18kg×10N/kg=180N；杠杆对人的拉力F4=G人-F支
=60kg×10N/kg-18kg×10N/kg=420N；
根据杠杆平衡条件得：
F3×OA=F4×OB，
因为OA：OB=1：4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙
=（0.4m）2=0.064m3，
所以（80N+ρ乙V乙g）×1=420N×4，
（80N+ρ乙×0.064m3×10N/kg）×1=420N×4；
则ρ乙=2.5×103kg/m3；
所以ρ甲：ρ乙=7.5×103kg/m3：2.5×103kg/m3=3：1．
故选D．
【点睛】本题考查了重力公式、密度公式、杠杆平衡条件的应用，求出杠杆右端受到的拉力是关键．
9．D
解析：D
【解析】
若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时DA为动力臂，DC为阻力臂，如下左图所示，若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时
BA 为动力臂，BC 为阻力臂，如下右图所示．
由左图可得：12F DA F DC ?=? 211800N 0.4600N 1.2F DC m
F DA m
??=== 由右图可得：32F BA F BC ?=?
231800N 0.2200N 1.8F BC m
F BA m
??=
== F 3 10．C 解析：C 【解析】 由图可知，n =2， 因G 人=500N ＜F 手=600N ， 所以，绳端的最大拉力F =G 人=500N ， 不计绳重和摩擦时，提升物体的重力最大，由 可得，最大物重： G =nF -G 动=2×500N -100N=900N ． 故选C ． 二、填空题 11．990 【详解】 [1]承担物重的绳子段数为n=2，他对绳子的拉力 [2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N ，所以最大物重为 解析：990 【详解】 [1]承担物重的绳子段数为n =2，他对绳子的拉力 +200N+10N =105N 2 G G F n ==动 [2]小超同学能对绳子施加的最大拉力等于他的体重500N ，所以最大物重为 max max 2500N-10N=990N G nF G =-=?动 12．省力 减小 40 【详解】 [1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于 是一个省力杠杆。 [2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦 解析：省力 减小 40 【详解】 [1]由图知道，拖动所示垃圾桶时，是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以，相当于是一个省力杠杆。 [2]垃圾桶底部安装小轮子，通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦力。 [3]根据题意知道，垃圾桶总重是G =120N ，动力臂是阻力臂的3倍，所以，由杠杆原理Fl 1 =Gl 2知道，保持垃圾桶平衡的拉力是 22 12 120N 40N 3GL L F L L ?= == 13．【详解】 在左图中，LOB 是阻力臂，LOA 是动力臂，因为LOB=LAB ，所以 又因为 所以 右图中，LOB 是动力臂，LOA 是阻力臂，因为 ，所以 由①②可知。 解析：4F F =' 【详解】 在左图中，L OB 是阻力臂，L OA 是动力臂，因为L OB =L AB ，所以 1 2 OB OA L L = 又因为OA OB FL GL = 所以 1 2 F G =…① 右图中，L OB 是动力臂，L OA 是阻力臂，因为OB OA F L GL '= ，所以 2F G '=…② 由①②可知4F F ='。 14．2 40 【详解】 [1]由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M 与地面间的摩擦力 f=nF=3×20N=60N 物体受到的摩擦力为60N 。 [2]物体移动的距离 物体前进 解析：2 40 【详解】 [1]由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n =3，所以物体M 与地面间的摩擦力 f =nF =3×20N=60N 物体受到的摩擦力为60N 。 [2]物体移动的距离 11 6m=2m 33 =s s =?物绳 物体前进了2m 。 [3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为 F 弹＝2F ＝20N ×2＝40N 弹簧测力计的示数为40N 。 15．1∶3 1∶3 【解析】 【详解】 第一空．设甲球的质量为m 甲，乙球的质量为m 乙，杠杆的一个小格为l ，则左边的力臂为4l ，右边的力臂为2l ，根据杠杆平衡条件得： （2m 甲+m 乙）g×4 解析：1∶3 1∶3 【解析】 【详解】 第一空．设甲球的质量为m 甲，乙球的质量为m 乙，杠杆的一个小格为l ，则左边的力臂为4l ，右边的力臂为2l ，根据杠杆平衡条件得： （2m 甲+m 乙）g ×4l =（m 甲+3m 乙）g ×2l 整理得： 1 3 m m =甲乙； 第二空．两种实心球的体积相等，根据m V ρ= 得： 13 m m V m m V ρρ===甲 甲甲乙乙乙。 16．40 不变 【分析】 使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面 解析：40 不变 【分析】 使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据W Fs P Fv t t ===算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度。 【详解】 [1]因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为 2210N 20N F F '==?= 物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力一对平衡力，大小相等，则 20N f F ='= [2]由图知有2段绳子拉着物体，则有 222m/s 4m/s v v ==?=绳物 则拉力F 的功率为 10N 4m/s=40W p Fv ==?绳 [3]将拉力F 增大为20N 时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。 【点睛】 本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。 17．F=1/2（G+0.4N ） 0.4 大 【解析】 不计绳重和摩擦时，动滑轮省一半力，即， 从表格中选任一数据代入得：，解得：， 所以拉力F 与重力G 的关系式是：； 机械效率为有用功 解析：F=1/2（G+0.4N ） 0.4 大 【解析】 不计绳重和摩擦时，动滑轮省一半力，即()1 2 F G G =+物滑轮， 从表格中选任一数据代入得：()1 0.7N 1N 2 G = +滑轮，解得：=0.4N G 滑轮， 所以拉力F 与重力G 的关系式是：()1 0.4N 2 F G 物= +； 机械效率为有用功与总功的比．要提高机械效率，可以减小做功过程中的额外功或增大有用功．所以随着物重的增加，有用功增加，而额外功不变，则动滑轮的机械效率变大． 点睛：重点是动滑轮省一半力的应用和机械效率的判断，当一次做功中有用功增大时，或额外功减小时，有用功与总功的比都会增大，即机械效率增大． 18．80% < = 【解析】 根据动滑轮的性质可知物体上升2m ，绳子上升4m ，根据；人做的有用功；根据 ；由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为 解析：80% < = 【解析】 根据动滑轮的性质可知物体上升2m ，绳子上升4m ，根据 62.54250W Fs N m J ==?=总；人做的有用功1002200W Gh N m J ==?=有；根据 200100%80%250W J W J η= = ?=有总 ；由图可知，甲图中滑轮组绳子的有效股数为n 1=2；乙图中滑轮组绳子的有效股数为n 2=3，因为每个滑轮的质量均相等，所以每个滑轮的重力相等， 忽略绳重和摩擦，由1 F G G n =+物动（），可得，121123 F G G F G G =+=+动动（），（）；所以，F 1＞F 2；比较甲、乙两个滑轮组可知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同， W G h W G h 额轮有用物，==，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，根据 W W η= 有 总 可知，两个滑轮组的机械效率相同，即：ηη=甲乙． 故答案为：80%；＜；=． 【点睛】本题考查了使用滑轮组时绳子有效股数的确定，有用功、额外功、总功、机械效率的计算，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。 19．100 85% 【解析】 工人做的有用功： W 有用=Gh=425N×4m=1700J， 因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m，工人做的总功： W总=Fs=2 解析：100 85% 【解析】 工人做的有用功： W有用=Gh=425N×4m=1700J， 因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离s=2h=2×4m=8m， 工人做的总功： W总=Fs=250N×8m=2000J， 所以，W额外=W总-W有用=2000J-1700J=300J， 拉力的功率： 2000J 100W 20s W P t === 总； 动滑轮的机械效率： 1700J 100%100%85% 2000J W W η=?=?= 有用 总 ． 故答案为 (1). 2000 (2). 100 (3). 85% 20．4kg 【解析】 试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系； 左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得； 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得 解析： 4kg 【解析】 试题分析：以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系； 左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得； 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得； 最后根据两边受力大小关系求配重C的质量m C． 解：若开关刚好能被拉开，则拉力T=6N，此时杠杆在水平位置平衡，B端受地面的支持力为0， 如右图：F A×OA=F B×OB， 由题知，OA：OB=3：1， 则F A：F B=1：3；① 细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计， 则T=（F拉+G轮）， 则物体C受到的向上的拉力：